一种模拟电动机负载试验装置及试验方法与流程

本发明涉及一种试验装置，尤其是涉及一种用于模拟交、直流电动机负载用于测试被试验接触器正否正常工作的模拟电动机负载试验装置。

其次，本发明还涉及一种试验方法，尤其是涉及一种模拟电动机负载的试验方法。

背景技术

接触器，是可快速切断交流或直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置。电动机是其最为运作的控制对象之一﹐此外接触器也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载。接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用，接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制是自动控制系统中的重要元件之一。

接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。

在接触器生产、试验过程中，有些接触器产品需要进行寿命试验。现在的接触器种类多，负载大小不同，需要不同规格的电机进行试验，导致试验成本较高。

技术实现要素：

为了解决现有技术所存在的问题，本发明在此提供了一种能够模拟交、直流电动机负载的模拟电动机负载试验装置，该装置能够模拟电动机负载进行试验。

在此，本发明还有第二个目的。本发明的第二个目的是提供一种模拟电动机负载的试验方法。

本申请在此所提供的模拟电动机负载试验装置，该装置包括：

信号采集电路，用于采集开断被试验接触器线圈电压；

控制系统，用于根据信号采集单路输入的信号输出控制信号控制后续电路工作；

负载电路，用于模拟电动机负载；

控制电路，用于控制被试验接触器线圈工作状态；

所述信号采集电路的输出输入所述控制系统，所述控制系统输出控制信号控制所述负载电路和所述控制电路工作，通过控制负载电路的模式实现电动机负载模拟。

具体的，所述信号采集电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和三极管q2；所述电阻r2的一端与所述电阻r3的一端连接，所述电阻r2的另一端作为信号采集电路的连接端与所述控制电路连接，所述电阻r3的另一端接地；所述电阻r1串联于所述三极管q2的基极与所述电阻r2和所述电阻r3连接的一端，所述三极管q2的集电极通过电阻r4接电源，发射极接地；所述三极管q2的集电极连接至所述控制系统。

具体的，所述负载电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r10、电阻r11、三极管q1、三极管q3、接触器rl1、接触器rl2、发光二极管d1和发光二极管d2；所述三极管q1的基极通过所述电阻r5连接至所述控制系统，发射极接地，集电极通过所述接触器rl2的线圈接地；所述接触器rl2的常开触点为电源端，所述接触器rl2的静触点与所述接触器rl1的静触点连接并作为负载电路的一个连接端，所述接触器rl2的静触点还依次通过电阻r10和发光二极管d1接地；所述三极管q3的基极通过所述电阻r7连接至所述控制系统，发射极接地，集电极通过所述接触器rl1的线圈接地；所述接触器rl1的常开触点通过所述电阻r8接电源，所述接触器rl1的静触点还依次通过电阻r11和发光二极管d2接地；所述电阻r6的一端接地，另一端作为负载的电路的另一个连接端。

具体的，所述电阻r6和电阻r8为可调电阻。

具体的，所述控制电路包括电阻r9、三极管q4和接触器rl4，所述三极管q4的基极通过电阻r9连接至所述控制系统，发射极接电源，集电极通过所述接触器rl4的线圈接地；所述接触器rl4的静触点与所述三极管q4的发射极连接，所述接触器rl4的常开触点和常闭触点分别作为控制电路的连接端。

具体的，所述控制系统由单片机构成。

具体的，所述控制系统还包括开关k1和开关k2，所述开关k1的一端和所述开关k2的一端分别连接至单片机，所述开关k1的另一端和所述开关k2的另一端接地。

本发明在此所提供的模拟电动机负载的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：将待试验接触器的线圈1和线圈2分别与控制电路的常闭触点和常开触点连接，待试验接触器的静触点和常开触点分别与负载电路的连接端连接；

步骤2：加载电源，将负载电源加载于负载电路上；并在控制电路的常闭触点上加载使信号采集电路采集到的电压为2v～4v的电压；

步骤3：信号采集电路输出控制信号至控制系统，控制系统开始计时；

步骤4：判断控制系统是否计时到ams，若已计时到ams，与此同时控制负载的接触器动作,继续执行步骤5；否则控制系统继续计时，重复执行步骤4；

步骤5：控制系统输出控制信号使控制电路输出信号使待试验接触器的线圈2加载电源，使待试验接触器的常开触点闭合；控制系统负载电路中产生bms的电流；

步骤6：判断控制系统是否计时到bms，若已计时到bms，执行步骤7；否则控制系统继续计时，重复执行步骤6；

步骤7：控制系统输出控制信号关闭一路负载，继续使另一路负载电路中的电流继续到cms；

步骤8：判断控制系统是否计时到cms，若已计时到cms，执行步骤9；否则控制系统继续计时，重复执行步骤8；

步骤9：控制系统输出控制信号使待试验接触器常开触点断开，且负载电路中不产生电流；

步骤10：判断控制系统是否计时到ds或fs，若已计时到ds或fs，然后重复步骤1-9，重复进行试验；

其中，ams、bms和cms之间的关系是：a<b<c<300ms,ds或fs之间的关系是d<f<15s。

具体的，所述ams、所述bms和所述cms分别为30ms、70ms和280ms；d为2s,f为10s。

本发明的有益效果是：本申请提供的装置模拟了电动机，可作为被试验接触器的负载，不需要购买电动机，降低了企业成本。此外，本申请提供的装置还能够根据实际情况模拟成不同的类型的电动机，以满足不同类型的接触器试验。

本申请所提供的试验方法，有效地模拟了电动机负载的工作状态，配合本申请所提供的试验装置可以模拟成不同类型的电动机，以满足接触器的试验，降低了企业成本。

附图说明

图1为本发明所提供的装置的试验装置的原理结构图；

图2为本发明所提供的试验方法的流程图。

具体实施方式

在此结合实施方式和附图对本申请所要求保护的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示，本申请在此所要求保护的试验装置包括了用于采集被试验接触器线圈电压的信号采集电路，用于根据信号采集电路输入的信号输出控制信号控制后续电路工作的控制系统，用于模拟交、直流电动机负载的负载电路，以及用于控制被试验接触器线圈工作状态控制电路。为了更加详细的说明本申请所要求保护的技术方案，在此提供具体的信号采集电路、控制系统、负载电路以及控制电路的具体电路结构。但本申请在此所提供的具体电路结构只是实现本发明的技术方案之一，并不表示本申请所记载的信号采集电路、控制系统、负载电路以及控制电路只能由本申请所提供的具体电路结构实现，其也可以采用现有的任何一种能够实现相应功能电路结构实现。

本申请在此提供的信号采集电路包括包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和三极管q2；负载电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r10、电阻r11、三极管q1、三极管q3、接触器rl1、接触器rl2、发光二极管d1和发光二极管d2；控制系统由单片机构成，具体包括单片机at89c51、复位开关k3、电解电容c1、电阻r12、电容c2、电容c3和晶振x1；控制电路包括电阻r9、三极管q4和接触器rl4。

元器件之间的连接关系具体是：电阻r2的一端与电阻r3的一端连接，电阻r2的另一端作为信号采集电路的连接端与接触器rl4的常闭触点连接，电阻r3的另一端接地；电阻r1串联于三极管q2的基极与电阻r2和电阻r3连接的一端，三极管q2的集电极通过电阻r4接电源，发射极接地；三极管q2的集电极连接至单片机at89c51的引脚17，当三极管q2导通时拉低引脚17的电压，使其输入低电平；当三极管q2截止时，引脚17输入高电平。单片机at89c51的引脚16通过电阻r5连接至三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地，集电极通过接触器rl2的线圈接地；接触器rl2的常开触点接电源，接触器rl2的静触点与接触器rl1的静触点连接并作为负载电路的一个连接端a；接触器rl2的静触点还依次通过电阻r10和发光二极管d1接地，接触器rl1的静触点依次通过电阻r11和发光二极管d2接地。接触器rl1的常开触点通过电阻r8接电源，接触器rl1的线圈一端接地，一端接三极管q3的集电极，三极管q3的发射极接电源，基极通过电阻r7接at89c51的引脚23。

电阻r6的一端接地，另一端作为负载电路的另一个连接端b。三极管q4的基极通过电阻r9连接至单片机at89c51的引脚8，三极管q4的发射极接电源，集电极通过接触器rl4的线圈接地，接触器rl4的静触点与发射极相连接，接触器rl4的常开触点和常闭触点分别作为连接端c和连接端d。连接端a、连接端b、连接端c和连接端d作为整个装置的连接端，用于连接被试验的接触器rl3。

复位开关k3、电解电容c1和电阻r12构成单片机at89c51的复位电路，电解电容c1和电阻r12串联于电源和地之间，复位开关k3并联于电解电容c1两端，电解电容c1负极连接至单片机at89c51的复位引脚(引脚9)；电容c2、电容c3和晶振x1构成单片机at89c51的时钟电路，晶振x串联于单片机at89c51时钟引脚18、19之间，电容c2串联于时钟引脚19和地之间，电容c3串联于时钟引脚18和地之间。

此外，为了使本申请所提供的试验装置能够模拟多种类型的电动机，本申请所所记载的电阻r6和电阻r8为可调电阻，通过改变电阻r6、电阻r8的阻值，即可改变负载电路中的电流；当然也可以通过改变负载电源的大小实现模拟多种类型的电动机。电阻r6、电阻r8和负载电源根据不同产品的负载电流选择不同的电阻值和不同的电压值。

本发明可模拟接触器的交、直流电动机负载试验，控制浪涌电流时间准确度高，可进行gjb1461a规定1、2、3、4类继电器的电机负载试验。在进行试验时，可严格按照要求进行电机负载试验，可避免存在被试验接触器触点接通后才通电流的情况，保证被试验的接触器触点在接通时经受冲击电流。

此外，本申请控制系统还包括开关k1和开关k2，开关k1的一端和开关k2的一端分别连接至单片机，开关k1的另一端和开关k2的另一端接地。通过选择按下开关k1、或开关k2按键，以选择不同的程序进行不同的继电器类别试验，当开关k1按下时，进行1、2、4类别的继电器负载试验，当开关k1断开，开关k2按下，进行3类别的继电器负载试验。

如图2所示，本申请提供的模拟电动机负载的试验方法包括以下步骤：

步骤1：将待试验接触器的线圈1和线圈2分别与控制电路的常闭触点和常开触点连接，待试验接触器的静触点和常开触点分别与负载电路的连接端连接；

步骤2：加载电源，将负载电源加载于负载电路上；并在控制电路的常闭触点上加载使信号采集电路采集到的电压为2v～4v的电压；

步骤3：信号采集电路输出控制信号至控制系统，控制系统开始计时；

步骤4：判断控制系统是否计时到ams，若已计时到ams，执行步骤5；否则控制系统继续计时，重复执行步骤4；

步骤5：控制系统输出控制信号使控制电路输出信号使待试验接触器的线圈2加载电源，使待试验接触器的常开触点闭合；控制系统此时输出控制信号使负载电路中产生电流；

步骤6：判断控制系统是否计时到bms，若已计时到bms，执行步骤7；否则控制系统继续计时，重复执行步骤6；

步骤7：控制系统输出控制信号使负载电路中的中产生10a～50a的电流；

步骤8：判断控制系统是否计时到cms，若已计时到cms，执行步骤9；否则控制系统继续计时，重复执行步骤8；

步骤9：控制系统输出控制信号使待试验接触器常开触点断开，且负载电路中不产生电流；完成试验；

步骤10：判断控制系统是否计时到ds或fs(根据产品类型1、2、4为一种类型，3类为另一种类型)，若已计时到ds或fs，然后重复步骤1-9，重复进行试验。

其中，ams、bms和cms之间的关系是：a<b<c<300ms,ds或fs之间的关系是d<f<15s。具体的ams、bms和cms分别为30ms、70ms和280ms；d为2s,f为10s。步骤5和步骤7中的电流，需要根据被试验产品的额定负载大小调节r6、r8和负载电源电压确定。

在此将被试验的接触器rl3与本申请所提供的试验装置进行连接，具体说明本申请所提供的试验方法的工作过程。将被试验的接触器rl3按照以下连接关系与本申请所提供的试验装置进行连接：

接触器rl3的常开触点与连接端a连接，静触点与连接端b连接；接触器rl3的线圈1与连接端d连接，接触器rl3的线圈2与连接端c连接。

连接完成后在接触器rl2和接触器rl1的常开触点端接入产品的额定交流或直流的负载电源，同时在接触器rl3的线圈1上接入电源(此处接入的电源不能使接触器rl3发生动作，即此时接触器rl3依然处于断开状态)。接触器rl3的线圈1上接入电源后，电阻r3两端产生电压，使三极管q2导通，单片机at89c51的引脚17输入低电平，此时单片机at89c51开始计时并使引脚16输出低电平使三极管q1导通，接触器rl2的线圈中有电流通入，使rl2为吸合状态且发光二极管d1发光，指示rl2为吸合状态。当单片机at89c51计时到一定时间30ms后，单片机at89c51的引脚8和引脚23输出低电平，分别使三极管q4和三极管q3导通，此时单片机at89c51继续计时。当三极管q4导通后，接触器rl2的线圈2接通，接触器rl3处于吸合状态，此时由于三极管q3导通，发光二极管d2发光，指示接触器rl1为导通状态，但电阻r8被rl2触点短路，此时试验装置的负载为电阻r6，负载电源加载于电阻r6上，此时电流较大,当单片机at89c51计时70ms，单片机at89c51的引脚16输出高电平并持续计时，引脚16输出的高电平使三极管q1截止，此时试验装置的负载为串联的电阻r6和电阻r8，负载电源加载于电阻r6和电阻r8上，此时电流比由电阻r6单独作为负载时的电流小。持续一段时间，当单片机at89c51持续计时达到280ms时，单片机at89c51的引脚8和引脚23输出高电平，分别使三极管q4和三极管q3截止，接触器rl3的线圈2断电，接触器rl4的动触点与连接端d连接，从而完成对被试验的接触器的试验。

本申请提供的试验装置由最初的大电流到后续的稳定的小电流，模拟了电动机的工作原理，因为电动机工作启动时产生大电流，随着电动机工作的持续其产生较启动时的电流小的小电流，且电动机在后续工作中也保持着小电流工作模式，故本申请通过电阻r6和电阻r8接入时间的不同而使电流由大变小，并且稳定，故模拟了电动机的工作模式。此外，本申请还通过发光二极管起到了指示作用，表示负载电路中确实有电流产生，且能够指示电流由大变小并持续稳定的状态，即大电流时发光二极管d1和发光二极管d2均发光，小电流时只有发光二极管d2发光。

故利用本申请所提供的试验装置能够有效地对被试验的接触器能否正常工作进行试验，达到了试验目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的修改或等同替换，只要不脱离本发明的技术方案的精神和范围，均涵盖在本发明的权利要求范围内。